(57)【要約】【課題】固形物の大きさや形状が安定しない場合であっても、固形物中に含まれた液体を槽本体部に戻すことができ、かつ固形物を順調に外部に排出することのできる分離装置の提供。【解決手段】固形物と液体とが混在した汚濁液を、固形物と液体に分離し、個別に回収する分離装置であって、入口部を介して導入された汚濁液を一時的に貯め、水平面に対する第１の傾斜角度θ１で斜め上方に延設される第１の傾斜面部６と、第２の傾斜角度θ１で斜め上方に延設されるとともに先端部９ａを有する第２の傾斜面部９と、出口部７とを備え、入口部と第１の傾斜面部６と第２の傾斜面部９と出口部７とを通過し、出口部の上方で方向転換するように循環駆動され掻揚端部８ａを有する複数の掻揚部材８を固定した無端チェーン１４を第２の傾斜面部９上において空間部６０を維持して案内する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシニングセンタを含む産業機械で使用されることで固形物と液体とが混在した汚濁液を、固形物と液体に分離し、個別に回収する分離装置であって、
入口部を介して導入された前記汚濁液を一時的に貯める槽本体部と、水平面に対する第１の傾斜角度で、前記槽本体部から斜め上方に延設される第１の傾斜面部と、前記第１の傾斜角度以下の第２の傾斜角度で、前記第１の傾斜面部から斜め上方に延設されるとともに先端部を有する第２の傾斜面部と、前記先端部から固形物を外部に排出する出口部とを備えた槽手段と、
前記入口部と前記第１の傾斜面部と前記第２の傾斜面部と前記出口部とを通過し、前記出口部の上方で方向転換するように循環駆動される無端チェーンと、掻揚端部を有する複数の掻揚部材を前記無端チェーンに対して搬送方向に沿う所定間隔で固定した搬送手段と、
前記第１の傾斜面部と前記掻揚端部との間で第１の間隔を維持し、かつ前記第２の傾斜面部の前記先端部と前記掻揚端部との間で前記第１の間隔以上の第２の間隔を維持し、かつ前記第２の傾斜面部上において空間部を維持して前記搬送手段を案内する案内手段と、
を具備することを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記第１の傾斜角度の範囲は、３０度から８０度であり、前記第２の傾斜角度の範囲は、１度から３０度であることを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記第２の傾斜面部は、複数の平面を有するように曲げ加工されるか連続した曲面となるように前記第１の傾斜角度の範囲で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記第２の傾斜角度は、約５度であり、前記搬送手段は前記案内手段により前記空間部の上方において略水平方向に案内されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項５】
前記第２の傾斜面部の前記先端部は、前記方向転換される前記掻揚部材の前記掻揚端部より前記出口部に向けて突出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項６】
前記掻揚部材は、前記搬送方向とは逆方向に傾斜するかまたは略直角に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項７】
前記槽本体部で回動自在に軸支する軸支部と、円筒空間部とを有する円筒ドラムと、前記汚濁液を前記円筒空間部に流入させて濾過するために、前記円筒ドラムの外周面に設けられる濾過フィルタと、濾過後の液体を液体回収部に流出させるために、前記円筒空間部に連通する開口部とを備え、回転駆動される濾過ドラム手段と、
前記円筒空間部と前記槽本体部の間を液密状態に維持するシール手段と、
前記濾過フィルタを洗浄する洗浄手段と、を具備することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の分離装置。
【請求項８】
前記固形物は、前記マシニングセンタにおける被金属加工物の切削加工を含む機械加工で生じるとともに、回収後に処分される金属屑であり、前記液体は、回収後に使用される加工用切削液であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離装置に係り、特に形状、大小如何にかかわらず正常に固形物を外部に排出させることのできる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、マシニングセンタを含む産業機械で使用されることで固形物と液体とが混在した汚濁液を、濾過することで固形物と液体に分離し、個別に回収し、液体である切削油を再利用するための各種の分離装置を実用化している。
【０００３】
この分離装置は、汚濁液を槽本体部の入口部を介して内部に導入し、槽本体部に一時的に貯めるとともに、濾過ドラムにより分離された液体を液体回収部に排出する一方で、分離された固形物を傾斜面部に沿う搬送方向に搬送して出口部から外部に排出するために、槽本体部で上記の入口部と出口部とを通過するように循環駆動される無端チェーンと、この無端チェーンに所定間隔で固定されることで固形物を出口部まで掻き揚げる掻揚部材とから構成される搬送装置を設けている。
【０００４】
そして、この搬送装置において上記のように固形物を傾斜面部に沿う空間中を搬送方向に搬送する途中で固形物に含まれた液体を自由落下により充分に除去するとともに、掻揚部材が方向転換される下方において緩やかに斜め上に傾斜した傾斜部を設けておき、この傾斜部上に固形物が一時的に留まるようにして、固形物中に含まれた液体を最終的に槽本体部側へ流すようにした分離装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２１４５２２０号。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の分離装置によれば、固形物の大きさが一定している場合には、掻揚部材の方向転換される下方に設けられた傾斜部上に固形物を一時的に留まらせるようにできるので、固形物中に含まれた液体を槽本体部側へ戻すことができる。
【０００７】
しかしながら、固形物の大きさや形状が安定しない場合には、掻揚部材の方向転換される下方に設けられた傾斜部と掻揚部材との間で固形物がジャミング状態となる結果、固形物を外部に排出できなくなることがある。
【０００８】
例えば、被金属加工物をドリルで切削加工したときに発生する固形物としての金属屑が二重螺旋状であると切削条件が良いとされている。しかし、このような金属屑は分離装置の傾斜面部に沿う搬送方向に搬送する途中で、互いに絡み合うことで、鳥の巣のように大きく成長する。このように成長した鳥の巣状の金属屑の全体寸法が、掻揚部材の方向転換される下方に設けられた傾斜部と掻揚部材との間の間隙寸法以上にまで成長すると、排出の途中でつかえてしまい、搬送装置に過大な負荷が加わり濾過が中断されることとなる。
【０００９】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、固形物の大きさや形状が安定しない場合であっても、固形物中に含まれた液体を槽本体部に戻すことができ、かつ固形物を順調に外部に排出することのできる分離装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、マシニングセンタを含む産業機械で使用されることで固形物と液体とが混在した汚濁液を、固形物と液体に分離し、個別に回収する分離装置であって、入口部を介して導入された前記汚濁液を一時的に貯める槽本体部と、水平面に対する第１の傾斜角度で、前記槽本体部から斜め上方に延設される第１の傾斜面部と、前記第１の傾斜角度以下の第２の傾斜角度で、前記第１の傾斜面部から斜め上方に延設されるとともに先端部を有する第２の傾斜面部と、前記先端部から固形物を外部に排出する出口部とを備えた槽手段と、前記入口部と前記第１の傾斜面部と前記第２の傾斜面部と前記出口部とを通過し、前記出口部の上方で方向転換するように循環駆動される無端チェーンと、掻揚端部を有する複数の掻揚部材を前記無端チェーンに対して搬送方向に沿う所定間隔で固定した搬送手段と、前記第１の傾斜面部と前記掻揚端部との間で第１の間隔を維持し、かつ前記第２の傾斜面部の前記先端部と前記掻揚端部との間で前記第１の間隔以上の第２の間隔を維持し、かつ前記第２の傾斜面部上において空間部を維持して前記搬送手段を案内する案内手段とを具備することを特徴としている。
【００１１】
また、前記第１の傾斜角度の範囲は、３０度から８０度であり、前記第２の傾斜角度の範囲は、１度から３０度であることを特徴としている。
【００１２】
また、前記第２の傾斜面部は、複数の平面を有するように曲げ加工されるか連続した曲面となるように前記第１の傾斜角度の範囲で形成されることを特徴としている。
【００１３】
また、前記第２の傾斜角度は約５度であり、前記搬送手段は前記案内手段により前記空間部の上方において略水平方向に案内されることを特徴としている。
【００１４】
また、前記第２の傾斜面部の前記先端部は、前記方向転換される前記掻揚部材の前記掻揚端部より前記出口部に向けて突出していることを特徴としている。
【００１５】
また、前記掻揚部材は、前記搬送方向とは逆方向に傾斜しているか略直角に設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また、前記槽本体部で回動自在に軸支する軸支部と、円筒空間部とを有する円筒ドラムと、前記汚濁液を前記円筒空間部に流入させて濾過するために、前記円筒ドラムの外周面に設けられる濾過フィルタと、濾過後の液体を液体回収部に流出させるために、前記円筒空間部に連通する開口部とを備え、回転駆動される濾過ドラム手段と、前記円筒空間部と前記槽本体部の間を液密状態に維持するシール手段と、前記濾過フィルタを洗浄する洗浄手段とを具備することを特徴としている。
【００１７】
そして、前記固形物は、前記マシニングセンタにおける被金属加工物の切削加工を含む機械加工で生じるとともに、回収後に処分される金属屑であり、前記液体は、回収後に使用される加工用切削液であることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の分離装置を添付図面に示される好適な一実施形態に基づいて詳細に説明する。ここで、以下に述べる分離装置は、固形物は、マシニングセンタにより被金属加工物が切削機械加工されることで生じた後に回収され処分される金属屑であり、また液体は、回収後に使用される加工用切削液であり、これらの金属屑と加工用切削液とが混在した状態になった汚濁液を、濾過により夫々に分離し、個別に回収するための構成について述べることとする。しかしこの汚濁液としては上記のものに限定されず、各種の産業機械で生じた汚濁液を処理するための分離装置についても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００１９】
図１は、分離装置１の内部構成を示した正面図である。また、図２は図１の分離装置１の要部を破断して示した外観斜視図である。図１において、分離装置１は図中の一点鎖線で示すマシニングセンタ１００の下方に槽本体部２の一部が位置するように図示のように設置される。このようにして、分離装置１の設置面積を極力少なくして、工場内において多数の装置を併設状態で設置できるようにしている。
【００２０】
このマシニングセンタ１００では被金属加工物が各種の切削工具を用いて切削加工されるが、この切削加工のときに加工用切削液２２が被切削加工部分に流出されることで切削を容易にする。この切削加工時において例えばドリル切削加工することで螺旋状になった、全長が２０センチ前後の金属屑２１が発生する。この金属屑２１は、加工用切削液２２と混在した状態となり汚濁液２０が生じ、この汚濁液０はマシニングセンタの外部へ図示のように流出される。
【００２１】
続いて、図１に、図２をさらに参照して、このようにして外部に流出された汚濁液２０は、分離装置１に対して入口部３を介して槽本体部２の内部に流れ込み、一時的に液面レベル２２Ｌまで貯められる。このように汚濁液２０を貯めておくために、槽本体部２は、図２に示す左右壁２ａ、２ｂと第１の傾斜面部６と後方側の壁とを矩形の底面２ｃの４辺から連続して設けた浴槽として構成されている。また、この槽本体部２は、図１に示す右側において第２の傾斜面部９の先端部９ａから下方に向けて開口した出口部７を設けている。この出口部７の下方には固形物である金属屑２１を回収するためのベルトコンベア装置２３が設けられている。
【００２２】
この左壁２ａの外側には、濾過された後の液体を一時的に貯めるための液体回収部４が設けられており、この液体回収部４中に濾過後の液体を流出させるために、図示のような略半円弧状に形成された液体排出部５が、左壁２ａに穿設されている。この液体回収部４には図示しないポンプに接続された配管が施されており、濾過後に回収された液体を、マシニングセンタ１００に供給することで繰り返し使用できるようにするとともに、濾過ドラムの濾過フィルタの洗浄のために供給するようにしている。
【００２３】
続いて、入口部３の下方には、二点鎖線で一部を示した一対の無端チェーン１４と、この無端チェーン１４に対して複数の掻揚部材８を図示のように斜めに所定間隔で固定した搬送装置が配置されている。槽本体部２の内部には、不図示の軸受で両支持される軸体の両側に固定された一対の第１スプロケットホイール１２、１２が出口部７の近くに設けられており、これらの第１スプロケットホイール１２、１２を不図示のウォームギアヘッドを設けた駆動モータ１５により、反時計回転方向に連続して駆動するように構成されている。
【００２４】
また、槽本体部２の入口部３の下方側には、不図示の軸受で両支持される軸体の両側に固定された第２スプロケットホイール１３、１３が設けられている。また、槽本体部２の左右壁２ａ、２ｂの内側面には図示のように下方に突出した形状の一対のガイド部材１８（図２では手前側のみ図示）と、上方のガイド部材１６、１６と下方のガイド部材１７、１７が夫々固定されている。
【００２５】
さらに、槽本体部２の左右壁２ａ、２ｂで囲まれた空間には、図示のような円筒形状の濾過ドラム装置２５が軸支部２７の周りに回動自在に設けられている。この濾過ドラム２５の外周面２６には、汚濁液２０を濾過ドラム２５の内部に形成された円筒空間部に流入させる途中で、所定以上の粒度を有する固形物２１を通過させないようにした所定番手の網目を有した濾過フィルタ２８が着脱できるように設けられている。
【００２６】
また、図２において濾過ドラム２５の外周面２６には歯部３０が固定されており、この歯部３０に対して無端チェーン１４の片側の一部が噛合することで濾過ドラム２５の回動駆動力を伝達するようにして、１機の駆動モータによる同期した駆動を可能にしている。このため上記の無端チェーン１４、１４は上記の第１スプロケットホイール１２、１２と、第２スプロケットホイール１３、１３とに噛合し、さらにガイド部材１８、１６、１７とで方向が変更されて案内されることにより、図１の矢印方向に連続駆動されるようにして、濾過ドラム２５が反時計周りに連続駆動されることとなる。ここで、濾過ドラム２５を個別の駆動モータで駆動するように構成しても良い。また、ガイド部材１６、１６は無端チェーン１４の内側を案内することから、チェーンローラに噛合するスプロケットホイールであっても良いことになり、この場合には駆動負荷が低減される。
【００２７】
図２において、濾過ドラム２５は内部の円筒空間部３３と上記の液体排出部５との間を連通させるための開口部２９が側面に形成されている。また、濾過ドラム２５の円筒空間部３３と槽本体部２の左壁２ａとの間を液密状態に維持するためのシール装置１０が、濾過ドラム２５の内周面側に設けられている。このシール装置１０により、汚濁液２０が濾過ドラム２５の内部に直に流入することを防止している。
【００２８】
図３は、図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、濾過ドラム２５は軸支部２７に設けられたラジアル玉軸受３２、３２により側壁４５と、上記の開口部２９を形成した側壁とが回動自在に支持されている。この軸支部２７は、図示のように中空管であり、その中に矢印方向に供給される液体を噴射するための複数の噴射管３１が連通して接続されており、濾過フィルタ２８を内側から外側に向けて噴射される液体により内側から逆洗浄するようにしている。
【００２９】
濾過フィルタ２８は濾過ドラム２５の外周面２６に形成されている開口部２６ａを塞ぐようにして交換できるように設けられており、定期的な交換を可能にしている。濾過ドラム２５の円筒空間部３３中に流入した濾過後の液体２２は、開口部２９と液体排出部５を通過して、液体回収部４に流れる。
【００３０】
一方、一対の無端チェーン１４、１４の間には掻揚部材８が図示の形状の一対のブラケットを介して固定されている。無端チェーン１４、１４の一方は濾過ドラム２５の歯部３０に噛合している。そして、無端チェーン１４、１４は槽本体部２の底面２ｃに設けられたガイド部材１９、１９上を無端チェーンのチェーンローラが案内される。この構成により各掻揚部材８の掻揚端部８ａは、底面２ｃから所定間隔を維持しつつ移動できるようにして、底面２ｃ上を沿う固形物の搬送を可能にしている。
【００３１】
図４（ａ）は、図１の一部を模式的に示した正面図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、第１の傾斜面部６は水平面Ｇから第１の傾斜角度θ１を有するように傾斜している。この第１の傾斜角度θ１は、３０度から８０度の範囲内で設定され、約４５度に設定されることが多い。また、この第１の傾斜面６と上記の掻揚部材８の掻揚端部８ａとの間では１センチ前後の第１の間隔Ｋ１が維持されることで、固形物の搬送途中において液体を除くようにしている。
【００３２】
この第１の傾斜面６の上端からは水平面Ｇから第２の傾斜角度θ２を有するようにして第２の傾斜面部９が、鉄板を折り曲げ加工または連続溶接することで連続形成されている。この第２の傾斜角度θ２は、１度から３０度の範囲内で設定され、無端チェーン１４が上方において図示のように略水平に移動される場合には約５度に設定される。また、第２の傾斜面部９の先端部９ａと掻揚端部８ａとの間では、上記の第１の間隔Ｋ１より大きな距離の第２の間隔Ｋ２を維持するように配置されている。この第２の間隔Ｋ２は上記の成長した鳥の巣状の金属屑の外径より大きい例えば１０センチ程度に設定される。このようにして、第２の傾斜面部９上において上記のガイド部材１７を頂点とした断面が三角形の空間部６０が形成される。
【００３３】
また、第２の傾斜面部９の先端部９ａは、第２スプロケットホイール１２によりる無端チェーン１４が方向転換されるときにおいて、その掻揚端部８ａから下方に下ろした破線図示の垂線よりも距離Ｋ３分突出している。このようにして、掻揚端部８ａからたれ落ちる液体の回収を行うようにしている。
【００３４】
以上の構成により、先ず図１を参照して、駆動モータ１５が起動されることで無端チェーン１４が矢印方向に駆動される。これに続き、汚濁液２０が液面レベル２０Ｌになるまで入口部３から槽本体部２の内部に導入される。固形物２１の一部は底面２ｃ上に沈み、さらに各掻揚部材８で液体中を搬送されて第１の傾斜面部６との間で出口部７に向けて搬送される。
【００３５】
一方、液体は矢印方向に回転駆動される濾過ドラム２５の濾過フィルタ２８を通過して濾過ドラム２５の内部に流入し、液体排出部５を介して液体回収部４に流れ出る。この濾過ドラム２５の外周面２６上に固定されている濾過フィルタ２８は中空の軸支部２７に固定されている噴射管３１から、液面レベル２０Ｌの上方において高圧噴射液体により内側から逆洗浄されることにより目詰まりが防止される。また、シール装置１０は、そのシール部材が汚濁液２０に晒されることを防止してシール部材の耐久性を高め、その交換時期を長くしている。
【００３６】
また、固形物は、汚濁液２０の液面レベル２０Ｌより上の空気の空間中で固形物２１が搬送されることなるので、固形物中に含まれた液体が第１の傾斜面６上を沿うようにして下方に流れることになる。
【００３７】
また、図４（ｃ）は、第１の傾斜面から第２の傾斜角度θ２ａ、θ２ｂ、θ２ｃを有するようにして第２の傾斜面部９が鉄板を折り曲げ加工または連続溶接することで連続形成されている様子を示した図である。このように形成することで、複数の平面を有するようにしても良く、この場合でも固形物２１は各掻揚部材８で搬送されて出口部７に向けて搬送される。
【００３８】
また、図４（ｂ）は第２の傾斜面部９が、例えば半径ｒの連続した円曲面または曲面となるようにしていることを示している。このように形成しても良い。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、図４で示した部分の動作説明図である。図５（ａ）において、第１の傾斜面６上を沿うようにして掻揚部材８により上方に搬送される固形物２１は、第２の傾斜面９上に次々に搬送されることで、第２の傾斜面９上の略全域を占めるようになる。これに続き、固形物２１がさらに搬送されることで、やがて先端部９ａから出口部７を介して下方に自重落下する。以上のように最終的には、液体が完全に除去されることになる。
【００４０】
一方、図５（ｂ）において、ドリル切削加工することで螺旋状になった全長が２０センチ前後の金属屑２１の一部は、掻揚部材８に絡みついた状態で第１の傾斜面６上を沿うようにして掻揚部材８で上方に搬送されることで、空間部６０中で鳥の巣状に成長する。このように鳥の巣状に大きく成長した固形物２１が空間部６０の全体を占めるまでに蓄積される状態になると、上方の掻揚部材８に接触する状態になる。この結果、鳥の巣状の金属屑は、一部が回転しながら第２の傾斜面部９の先端部９ａに向けて搬送されることになる。この状態が連続して起こるので固形物２１の搬送を正常に行えるようになる。
【００４１】
また、図５（ｃ）において、掻揚部材８に最後まで液体２２が付着していた場合であっても、方向転換するときに先端部９ａから液体２２が第２の傾斜面９上に自重落下するので、液体の回収が可能となる。したがって、略完全に乾いた状態の固形物２１がベルトコンベア２３上に落下されるので、回収後の処分が簡単になる。
【００４２】
尚、掻揚部材８は搬送方向の下流側に傾斜するように固定することで、モータ負荷が防止されるが、これに限定されず汚濁液如何では無端チェーンに垂直に設けても良い。また、固形物の粒度が一定している場合には液体分離を無端チェーンによる搬送のみで行えることになるので、この場合には濾過ドラム２５を設ける必要がなくなり、このような分離装置にも本発明は適用可能であることは言うまでもない。
【００４３】
以上のように、固形物である金属屑のサイズ、形状如何に拘わらず、確実に送り出すことができるので、連続無人運転する場合において最適となる。このため定期点検保守作業のインターバルを短くできる。あるいは、不要にすることも可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固形物の大きさや形状が安定しない場合であっても、固形物中に含まれた液体を槽本体部に戻すことができ、かつ固形物を順調に外部に排出することのできる分離装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離装置１の内部構成を示した正面図である。
【図２】図１の分離装置１の要部を破断して示した外観斜視図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１の一部を模式的に示した正面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、図４で示した部分の動作説明図である。
【符号の説明】
１  分離装置
２  槽本体部
３  入口部
４  液体回収部
５  液体排出部
６  第１の傾斜面部
７  出口部
８  掻揚部材（搬送手段の一部）
８ａ  掻揚端部
９  第２の傾斜面部
９ａ  端部
１０  シール装置（シール手段）
１２  第１スプロケットホイール
１３  第２スプロケットホイール
１４  無端チェーン（搬送手段の一部）
１５  駆動モータ
１６、１７、１８  ガイド部材
２０  汚濁液
２１  固形物
２２  液体
２３  ベルトコンベア
２５  濾過ドラム
２６  外周面
２７  軸支部
２８  濾過フィルタ
２９  開口部
３０  歯部
３１  噴射管
６０  空間部
θ１  第１の傾斜角度
θ２  第２の傾斜角度
Ｋ１  第１の間隔
Ｋ２  第２の間隔
【図１】
2005046921.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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